钢液凝固过程中稀土夹杂物的显微形貌及形成机制的研究.pdfVIP

维普资讯 第13卷 第1期 中 国 稀 土 学 报 1995年3月 @ 钢液凝固过程中稀土夹杂物的显微形貌及 6。一， 形成机制的研究 墨星 (北京科技大学冶金系．北京 100083) 用透射电镜和扫描 电镜研究了钢渡凝 固过程 中形成的稀土夹杂物的结构类型及形貌 ，井运用热力 学理论丹析其形成过程 研究结泉表 明，在铜渡凝固过程 中．随着硫氧 比的提高t稀土与氧硫反应产 物依次是RE2 、R 与R s的复合物，R s以及REdS3，此外还有少量R日D3R 呈典型 胞状 ·R岛 s则为表面光滑的团障状 受钢渡凝固过程的影响．RE2 和RE~G_,S一般尺寸较小，分布 在晶内，而 R s 则以不规则形状丹布在 晶界上 关键词： ，塞 ，钢，塑 々R渣 I克主，星f截 舰 稀土在钢液中有 良好的变质作用，因此，近年来在钢液浇注过程 中加入稀土的研究和 应用较多。本文着重研究在钢液浇注时加入稀土的条件下，在钢液冷却及凝固过程 中，稀 土与钢液中氧硫反应所形成的稀土夹杂物的结构类型及形貌 ，探讨其形成过程，旨在为浇 注过程 中台理利用稀土提供参考依据 1 实验方法 采用 电弧炉熔炼钢水．1560℃浇人砂型中，混合稀土破碎成小于 2rnm颗粒 ，随钢液 冲人，冷凝后制备成透射 电镜和扫描电镜用样品。样品化学成分见表 1。用透射 电镜观察 稀土夹杂物大小、形状、分布位置，用 电子衍射的方法埔定其类型 扫描 电镜用样品经 电 解探腐蚀后，在配有渡谱的扫描电镜上观察稀土夹杂物的立体形貌和化学组成 表 】 样品的化学成分 ( ) 元素 c S P O RE 含量 0．37 0．3O o．62 0．009 0052 0022 0．08 2 实验结果 图1是透射 电镜下各种典型稀土夹杂物的形貌及 电子衍射照片 透射 电镜观察表 明， 钢 中稀土夹杂物主要是 O3、 O3与 s的复合物、 s和少量 Cez 尺寸 一 般小于 5舯 ．Cez0。与Cez s的复台物 中， zOs尺寸往往大于Ceq。 z 和 qs 复台物主要分布在晶粒内部的铁素体内或铁素体与珠光体界面上 尺寸很小，数量很 少 ，处于晶粒相碰的晶界上 。 图2是扫描 电镜下各种典型稀土夹杂物的立体形貌 由图2可知，稀土氧化物外表面 呈典型胞状结构，稀土硫 氧化物则为外表光措的圆整球团，而稀土硫化物形状极不规则， 且尺寸很大，它们多分布于晶界处。 维普资讯 1期 翟启杰 钢液凝 固过程 中稀土夹杂物 的显微形貌 6l 3 讨论 稀土在钢 中具有与氧、硫反应 的十分有利的热力学条件，如果不考虑钢 中稀土、氧、 硫的浓度，根据标 准生成 自由能 的大小，在 1200～2000K时其产物 依次是 Cea 、 Ce(s、CezS。、 、CeS。在实际生产中，稀土在钢 中形成何种化台物与钢 中氧硫浓度有 关。文献[2]运用热力学方法提 出了稀土化合物与钢 中氧硫含量的关系。其结果表 明，当 ES]／[O]]0时．产物为R }当 J0EsJiEo]100时，产物为 RE．qs；当Es3iEo] 100时 ，产物为R Lu的工作 为